飞机编队相对导航技术研究

随着未来编队协同、空中加油等对相对导航功能要求的不断提高，而以往的相对导航信息处理方法对平台间导航参数传输的频率及延时等都有较为苛刻的要求，一定程度上影响了相对导航功能的稳定性。因此，本文研究了一种相对导航信息处理方法，首先介绍了整个系统的工作原理，在此基础上构建了相对导航信息处理架构，并建立了应用性较强的卡尔曼滤波方程， 研究了利用伪距差分方式获得相对观测信息的计算方法。仿真结果表明，相对导航信息处理方法表现出良好的性能，编队内僚机均可获得连续平稳、高精度的相对导航信息。     

基于衰减因子的分布式卫星高精度编队导航技术

针对分布式卫星长时间高精度编队导航问题，提出了一种基于衰减因子的自适应编队导航算法。首先，建立基于 e/i 矢量的编队卫星相对运动方程，其次，完成星间相对位置与相对轨道根数的转换，最后，引入自适应衰减因子，增加系统稳定性，完成高精度相对导航估计。 仿真数据表明，该方法能克服模型线性化的误差，比传统的 CW 导航算法具有更高的构型确定精度，并且能实现长时间稳定的编队导航。     

基于UKF算法的编队卫星相对导航技术研究

航天器编队飞行协调工作,必须精确确定航天器之间的相对位置和相对速度,即进行编队飞行相对导航。文中应用载波相位差分GPS手段进行编队飞行卫星相对导航设计,采用UKF非线性滤波算法进行相对导航滤波器设计,从仿真结果可以看出此相对导航算法可以达到较高精度,具有实用价值。     

基于伪距/伪距率双差的INS/GNSS紧组合相对导航算法研究

随着惯导/卫导组合导航技术的发展,将其应用于编队相对导航的研究越来越多。结合卫导差分相对定位、INS/GNSS 组合导航技术,本文将编队成员中主节点和从节点伪距、伪距率的两次差分量直接作为观测量,研究了一种 INS/GNSS 紧组合相对导航新算法。该算法通过两次差分操作可以消除大部分传播路径误差以及公共时钟误差;利用惯导的平滑特性能够消除测量量中的部分随机噪声。仿真结果表明：该算法能够提供精度更高,更加平稳的相对导航信息。     

JTIDS相对导航与惯导对航迹质量影响的对比分析

针对空中机群编队的定位导航问题，本文研究了相对导航和惯性导航两种导航模式对联合战术信息分发系统网内平台位置质量的影响，并从本质上比较了二者产生的定位误差，在此基础上进一步对上述两种导航模式对 C2 平台的航迹质量影响进行了定量分析。     

编队飞行GPS／INS相对导航的分布滤波算法

在对编队飞行GPS/INS相对导航当前的主要滤波算法进行总结和分析的基础上,提出了分布滤波的算法,并建立了GPS/INS相对导航仿真系统,对该算法进行验证。仿真结果表明该算法能够适应大型、紧密编队飞行的需求,在减小计算量、降低通讯数据量、允许编队做大的机动飞行的同时,能得到较高的估计精度。     

利用编队位置保持设备提高机群自主导航能力

本文提出了利用编队位置保持设备的相对定位和数据链功能,提高编队飞机的惯性导航设备定位精度的思路。通过仿真分析,论证了高精度相对定位功能可以延缓惯导位置误差的发散速度,实现较高精度的长航时机群自主导航。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

基于GPS／激光雷达的编队卫星相对导航研究

GPS以及激光雷达都可以作为空间分布式任务相对导航敏感器.文中基于线性Hill方程.结合GPS/激光雷达的测量值设计,相对导航局部UKF滤波器以及组和联邦滤波器(FKF).仿真结果表明通过组和导航滤波,GPS和激光雷达能够为航天器编队飞行提供高精度的相对位置和相对速度信.     

基于Holon的编队导航智能控制技术

为提高编队飞行中编队飞机的自主性和智能性,将Holon思想引入到编队导航智能控制系统中。建立了基于Holon的编队导航智能控制架构,构建了包含通信与协作层、评价决策层、协调行为层、行为执行层的Holon单元结构模型,并对Holon的功能进行分析。最后,给出了编队导航智能控制系统的关键技术。     

动平台时空统一技术研究

协同作战系统是由飞机、舰艇等多个运动平台组成的网络,在实现编队飞行、联合作战、协同探测等任务中需要网络成员间高精度的时空统一,由于时空基准信息获取、传递和处理的过程中发生的时间延迟,为多平台的时空统一带来难度。本文针对动态网络对时空统一的应用模式和功能需求进行了分析,提出了利用平台绝对时空基准和平台间相对时空基准信息进行时空统一综合处理的体系结构,给出了实现平台间相对定位和时间同步的若干相对导航技术途径。     

无人机在运动舰船上着舰视觉导引技术研究

为实现舰载无人机在做六自由度运动的航母上全天候着舰,提出了舰船运动模型下基于红外合作目标的无人机着舰视觉引导方法。首先设计了一种新型的合作目标;采用形态学算法提取合作目标,根据其位置特点进行物像点匹配,并采用N点算法求解机舰相对位姿;分析了舰船运动简化模型,并基于此模型提出了一种利用卡尔曼滤波提高导航精度的新方法,最后在VegaPrime中对该导航方法进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法能够满足无人机着舰要求。     

惯导辅助的相对导航系统的相对坐标漂移及其组网仿真

在未来战争中，惯导辅助的相对导航系统是引导多军种联合作战竹重要电子设备，系统组网的相对坐标漂移是成员进行精密相对导航定位的关键技术。本文论述了相对坐标漂移的概念和原理，说明了设置相对位置基准的规则，证明了漂移坐标中位置基准的条件定理，推出了漂移坐标方程，得出了几个指导相对定位的推论，并介绍了在漂移坐标系中系统组网仿真模拟方法，是惯导辅助相对导航系统组网相对定位的理论基础。     

基于主从式水下自主航行器移动组网的合作目标定位方法

利用水下自主航行器(AUVs)协同编队可以在未知水域中实现对目标的定位。针对AUV导航误差导致定位精度降低问题,该文提出一种基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的多AUV编队融合观测协同目标定位算法。AUV编队由一个装备有高精度惯性导航系统(INS)的领航AUV以及多个装配有低精度INS的跟随AUV组成。从跟随AUV中选取参考AUV和待测AUV,通过设置定位周期和观测间隔来分别对其进行不同的观测。参考AUV作为中转,接收来自高精度AUV位置参数后,向待测AUV传递自身位置参数,利用扩展卡尔曼滤波器完成对AUV集群的协同位置修正。仿真结果表明,该方法AUV集群自身定位精度高且误差随时间积累小,对领航AUV数量需求少,能够实现水下目标低功耗、远距离定位。     

基于扩展Kalman滤波的单领航者自主水下航行器协同导航判别式训练方法研究

单领航者自主水下航行器(AUV)协同导航算法中,系统模型是非线性的,扩展Kalman滤波(EKF)是针对非线性系统的很有影响力的滤波算法,但是,EKF算法的性能严格依赖于一系列模型参数,而这些参数往往需要花费很大的代价来捕获,并且常需要人工调整。该文应用一种能自动学习Kalman滤波噪声协方差参数的方法,通过仿真分析,证明了该学习算法可以完全自主并且高效、准确地输出Kalman滤波噪声参数,进一步提高了单领航者AUV协同导航系统的导航精度。